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中六化學練習卷：有機化學、化學分析與物理化學（12 題・100 分・75 分鐘）
練習卷 · 中六化學・12 題・100 分・75 分鐘
中六化學練習卷：12 題、100 分、75 分鐘。內容涵蓋燃燒分析與實驗式、酯的水解、加成聚合與聚合物結構、產率計算、酸鹼滴定、比色分析、氣體摩爾體積、重量分析、燃燒焓變、一級反應半衰期、平衡常數、弱酸電離度與工業分析應用。
卷面資料 年級：中六（S6） ｜ 科目：化學 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：12
甲部：有機化學與結構（第 1–4 題，34 分）
全部題目均須作答；計算題須列出公式、代入步驟及單位。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 1. 某含碳、氫、氧的有機化合物 0.58 g 完全燃燒，生成 1.32 g 二氧化碳及 0.54 g 水。(a) 求化合物中碳和氫的質量。（2 分）(b) 推導該化合物的實驗式。（3 分）(c) 已知其相對分子質量為 116，求分子式。（4 分） | 答案：(a) n(CO2) = 1.32 ÷ 44 = 0.03 mol，碳質量 = 0.03 × 12 = 0.36 g；n(H2O) = 0.54 ÷ 18 = 0.03 mol，氫的物質的量 = 0.06 mol，質量 = 0.06 g。(b) 氧質量 = 0.58 − 0.36 − 0.06 = 0.16 g，即 0.01 mol；C : H : O = 0.03 : 0.06 : 0.01 = 3 : 6 : 1，實驗式 C3H6O（式量 58）。(c) n = 116 ÷ 58 = 2，分子式 C6H12O2。 |
| 2 | 2. 某酯 0.44 g 完全水解，需用 5.0 cm3 的 1.0 M 氫氧化鈉溶液。(a) 求所用氫氧化鈉的物質的量。（2 分）(b) 求該酯的相對分子質量。（3 分）(c) 已知該酯由乙醇與乙酸形成，寫出它的結構式及名稱。（4 分） | 答案：(a) n(NaOH) = 1.0 × 5.0 ÷ 1000 = 0.01 mol。(b) 酯與氫氧化鈉以 1 : 1 反應，n(酯) = 0.01 mol，Mr = 0.44 ÷ 0.01 = 88。(c) 乙酸乙酯 CH3COOC2H5，由乙醇與乙酸脫水縮合而成（C4H8O2，Mr = 88）。 |
| 3 | 3. 聚丙烯由丙烯（C3H6）經加成聚合而成。(a) 寫出聚丙烯的重複單位。（2 分）(b) 某聚丙烯樣本的相對分子質量為 126 000，求其聚合度。（3 分）(c) 解釋為何加成聚合物在環境中難以降解。（3 分） | 答案：(a) 重複單位為 —CH2—CH(CH3)—。(b) 單體 Mr = 42，聚合度 = 126 000 ÷ 42 = 3000。(c) 主鏈只由鍵能高的碳碳單鍵組成，無極性、無可水解或可氧化的官能團，微生物缺乏相應酶系統，故難以降解。 |
| 4 | 4. 某學生用 0.050 mol 限界試劑製備乙酸乙酯（相對分子質量 88），實際得到 3.30 g 產物。(a) 求產物的理論產量。（3 分）(b) 求百分產率。（3 分）(c) 列舉兩項令產率低於 100% 的原因。（2 分） | 答案：(a) 限界試劑完全反應的理論物質的量 = 0.050 mol，理論質量 = 0.050 × 88 = 4.4 g。(b) 百分產率 = 3.30 ÷ 4.4 × 100% = 75%。(c) 酯化反應可逆；產物在轉移、蒸餾或分液時有損失（任答兩項）。 |
乙部：化學分析（第 5–8 題，33 分）
提示：相對原子質量 C = 12、H = 1、O = 16、Na = 23、Cl = 35.5、Ag = 108；氣體摩爾體積取 24.0 dm3/mol。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | 5. 以 0.0500 M 硫酸滴定 25.0 cm3 的 0.100 M 氫氧化鈉溶液。(a) 求氫氧化鈉的物質的量。（2 分）(b) 寫出平衡的離子方程式，並求所需硫酸的物質的量。（2 分）(c) 求所需硫酸的體積（cm3）。（4 分） | 答案：(a) n(NaOH) = 0.100 × 25.0 ÷ 1000 = 0 mol。(b) H2SO4 + 2OH− → SO42− + 2H2O，n(H2SO4) = 0 ÷ 2 = 0 mol。(c) V = 0 ÷ 0.05 = 0.0250 dm3 = 25 cm3。 |
| 6 | 6. 用比色計分析某銅離子溶液。2.0 cm 厚度的標準溶液濃度為 0.020 M 時吸光度為 0.25；同一厚度下樣本的吸光度為 0.40。(a) 說明吸光度與濃度在此條件下的關係。（2 分）(b) 求樣本的濃度。（3 分）(c) 解釋為何每次測量前要用空白溶液調零。（3 分） | 答案：(a) 同一波長與同一厚度下，吸光度與濃度成正比（A = εcl）。(b) c = 0.020 × 0.40 ÷ 0.25 = 0.03 M。(c) 空白溶液含全部試劑但無待測物，可扣除溶劑與比色皿的吸光，使讀數只反映待測物的吸光。 |
| 7 | 7. 室溫常壓下氣體的摩爾體積為 24.0 dm3/mol。某氣體樣本佔 0.240 dm3，質量為 0.440 g。(a) 求樣本的物質的量。（3 分）(b) 求氣體的相對分子質量。（3 分）(c) 提出該氣體最可能的化學式，並說明理由。（3 分） | 答案：(a) n = 0.240 ÷ 24.0 = 0.01 mol。(b) Mr = 0.440 ÷ 0.01 = 44。(c) 最可能是二氧化碳（12 + 2 × 16 = 44）；丙烷 C3H8 的 Mr 亦為 44，故須以燃燒測試或紅外光譜區分。 |
| 8 | 8. 把 2.00 g 合金溶於硝酸，加入過量硝酸銀溶液，得 1.435 g 氯化銀沉澱。(a) 求氯化銀的物質的量（相對分子質量 143.5）。（2 分）(b) 求合金中氯的物質的量及質量。（3 分）(c) 求合金中氯的百分含量。（3 分） | 答案：(a) n(AgCl) = 1.435 ÷ 143.5 = 0.01 mol。(b) 每摩爾 AgCl 含 1 mol Cl，n(Cl) = 0.01 mol，質量 = 0.01 × 35.5 = 0.35 g。(c) 百分含量 = 0.35 ÷ 2.00 × 100% = 17.75%。 |
丙部：物理化學（第 9–12 題，33 分）
解釋題須以完整句子作答，並引用計算結果或化學原理支持論點。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 | 9. 0.100 mol 乙醇完全燃燒，放出 136.7 kJ 熱能。(a) 求乙醇的標準燃燒焓變（每摩爾）。（3 分）(b) 寫出熱化學方程式，並說明符號的意義。（2 分）(c) 解釋為何用簡單量熱計測得的放熱量通常小於標準值。（3 分） | 答案：(a) ΔHc = −136.7 ÷ 0.100 = -1367 kJ/mol（約 −1.37 × 103 kJ/mol）。(b) C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l)，ΔH = -1367 kJ/mol；負號表示放熱。(c) 部分熱量散失到周圍空氣、容器吸熱、水蒸氣未完全凝結，以及燃燒可能不完全。 |
| 10 | 10. 某反應為一級反應，半衰期為 12.0 分鐘，起始濃度為 0.800 M。(a) 說明如何由半衰期判斷該反應屬一級。（2 分）(b) 求濃度降至 0.100 M 所需的時間。（3 分）(c) 解釋為何反應速率隨時間下降，但速率常數不變。（3 分） | 答案：(a) 一級反應的半衰期與起始濃度無關；若不同起始濃度測得的半衰期相同，即屬一級反應。(b) 0.800 → 0.400 → 0.200 → 0.100 共 3 個半衰期，t = 3 × 12.0 = 36 分鐘。(c) 速率與濃度成正比，濃度下降令速率下降；速率常數只受溫度與催化劑影響，故維持不變。 |
| 11 | 11. 在 700 K，把 0.500 mol 氫氣與 0.500 mol 碘蒸氣封入 1.0 dm3 容器；達平衡時碘化氫為 0.800 mol。(a) 求平衡時各物質的物質的量。（3 分）(b) 求該溫度下的平衡常數 Kc。（3 分）(c) 若在恆溫下把容器體積減半，預測平衡移動方向並解釋。（3 分） | 答案：(a) 生成 0.8 mol HI 需消耗 0.4 mol H2 及 0.4 mol I2，故平衡時 H2 = I2 = 0.1 mol，HI = 0.8 mol（體積 1.0 dm3，濃度數值相同）。(b) Kc = [HI]2 ÷ ([H2][I2]) = 0.82 ÷ (0.1 × 0.1) = 64。(c) 體積減半令各濃度加倍，反應商 Q = 1.602 ÷ (0.200 × 0.200) = 64 = Kc，故平衡位置不移動；反應兩邊氣體摩爾數相等（2 → 2）。 |
| 12 | 12. 0.0100 M 某弱酸 HA 的酸解離常數 Ka = 1.0 × 10−5。(a) 求溶液中氫離子濃度。（3 分）(b) 求該溶液的 pH。（2 分）(c) 求 HA 的電離度（百分率）。（3 分） | 答案：(a) [H+] = √(Ka × c) = √(1.0 × 10−5 × 0.0100) = 3.16 × 10−4 M。(b) pH = −log(3.16 × 10−4) = 3.5。(c) 電離度 = 3.16 × 10−4 ÷ 0.0100 × 100% = 3.16%。 |
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